CN116362092A - 一种结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法 - Google Patents

一种结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，包括以下步骤：步骤一、根据半柔性路面材料的骨料级配在指定区域内生成互不干涉、不同半径的三维球体；步骤二、提取所有球体颗粒的球心坐标进行三角构网；步骤三、对得到的三角网根据球体半径比例进行分割，将分割点和所有球心重新进行三角构网；步骤四、提取网格中的骨料几何信息；步骤五、在骨料周围生成随机厚度的沥青砂浆得到沥青混合料基体；步骤六、在沥青混合料基体空隙随机投放水泥浆体；步骤七、在模型区域划分结构化网格，将骨料、沥青、水泥的几何信息映射到网格中；步骤八、基于映射得到的网格建立有限元模型进行力学分析。

Description

一种结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细 观结构模型建立方法
技术领域
本发明属于半柔性路面材料的数值模拟技术领域，具体的是一种结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法。
背景技术
半柔性路面材料是由大空隙沥青混合料基体与水泥基灌浆料组成的多相复合材料，其结合了沥青路面材料和水泥路面材料的优点，具有优异的抗车辙性能和耐久性。但半柔性路面材料组成复杂，其在动态荷载条件下容易产生开裂破坏，其破坏过程和开裂机理尚不明确。传统的研究方法将半柔性路面材料看作各向同性的均质体，但其复杂的材料组成决定了其具有非均质性和各向异性，因此宏观尺度的研究难以反映半柔性路面材料真实的力学性能。
随着计算机技术的发展，半柔性路面材料细观骨料结构可直接通过计算机程序运行得到，并且可以通过自定义的数学几何算法控制骨料结构的几何信息，是最有前景的研究方式之一。
随机生成技术是通过计算机程序在指定区域生成所需级配、空隙率、棱角性等特征的几何模型，主要包括随机投放法及其衍生算法(随机投放下落法、随机投放膨胀法等)、Delaunry三角剖分算法、Voronoi图法等。
随机投放法的原理是在指定区域内基于几何位置干涉判断(相离、相交、重合)生成所需大小和形状的颗粒，这意味着其每投放一次颗粒都需要与之前投放的所有颗粒进行干涉判断，颗粒形状越复杂、投放率(投放的颗粒体积与投放区域体积之比)越高，所需的计算资源越多，因此传统的随机投放方法一般难以生成投放率在35％以上的骨料模型。然而工程实际中，粗骨料体积可达到混凝土总体积的40％到50％，所有粗细骨料体积可达到总体积的60％至70％，传统的随机投放技术难以表征真实的骨料结构。
有限元计算分析主要包括网格划分、计算求解和结果处理三部分，其中的网格划分往往花费最多的时间，网格质量对模型计算结果的有效性和准确性起着决定性作用。真实的骨料形状十分复杂，若采用简单的球体或椭球体来模拟骨料可以提高收敛性、加速计算效率，但难以模拟其真实形状；采用多面体来模拟集料可以相对真实地反映材料细观结构，并且可以通过调整顶点个数来对其形状进行控制，多面体形状简单时容易收敛且计算效率高，却降低了其形状的真实性，多面体形状复杂时更真实却难以收敛、计算缓慢，多面体代表集料的真实性和收敛性产生了矛盾。随机生成的多面体在进行网格划分时会产生畸形单元，在有限元程序运算过程中会导致模型计算效率低下，难以收敛。
发明内容
针对上述技术问题，为了真实、高效地对半柔性路面材料细观结构进行模拟，本发明提出了一种结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，该方法建立的模型具有计算效率高、收敛性好的优点。
为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术手段：
一种结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，包括以下步骤：
步骤S1、在拟生成骨料颗粒的三维空间区域Z内随机投放球体颗粒，包括以下步骤：
步骤S1.1、在三维空间区域Z内随机投放第1档直径为9.5～16mm的球体颗粒；
步骤S1.2、在三维空间区域Z内随机投放第2档直径为4.75～9.5mm的球体颗粒；
步骤S1.3、在三维空间区域Z内随机投放第3档直径为2.36～4.75mm的球体颗粒；
步骤S1.4、采用直径为2mm的球体颗粒填充三维空间区域Z中的空隙；
步骤S2、利用投放的所有球体颗粒球心进行三角构网；
步骤S3、利用投放的所有球体颗粒球心和球体颗粒连线分割点进行三角构网；
步骤S4、提取每颗骨料的顶点信息；
步骤S5、在骨料周围生成随机厚度的沥青砂浆得到沥青混合料基体；
步骤S6、在沥青混合料基体空隙随机投放水泥浆体；
步骤S7、对三维空间区域Z进行结构化网格划分；
步骤S8、将骨料几何信息映射到结构化网格中；
步骤S9、基于映射得到的网格模型建立有限元模型进行力学模拟。
所述步骤S1.1包括以下子步骤：
步骤S1.1.1、生成球体颗粒i的半径：采用随机生成函数，在4.75～8mm范围内随机产生半径Ri；
步骤S1.1.2、球体颗粒投放：在三维空间区域Z内随机选取一点Oi作为拟投放球体颗粒i的球心；
步骤S1.1.3、球体颗粒干涉判断：若三维空间区域Z内没有已经投放的球体颗粒，则直接投放球体颗粒i；若三维空间区域Z内已有投放的球体颗粒，则遍历所有已投放的球体颗粒，对于已投放的球体颗粒j和拟投放球体颗粒i，若两球体球心距离Dis(i-j)大于两球体半径之和Ri+Rj，则满足投放条件，投放集料i，否则重复步骤S1.1.2，重新投放球体颗粒i；
步骤S1.1.4、球体颗粒投放完成条件判断：已投放的第一档球体颗粒总体积为V1sum，第一档球体颗粒设计投放体积为V1，若Vsum≥V1，则完成第1档球体颗粒的投放，否则重复步骤S1.1.1～步骤S1.1.3；
步骤S1.2、步骤S1.3与步骤S1.1的步骤相同。
所述的步骤S1.4，包括以下子步骤：
步骤S1.4.1、在三维空间区域Z内的x、y、z三个方向分别按照6mm的间距取点并建立点集P储存所取的点的三维坐标；
步骤S1.4.2、遍历点集P中的点p，对于点p，遍历所有已投放的球体颗粒，对于点p和球体颗粒j，若点p与球体颗粒j的球心距离dis(pj)大于球体颗粒j的半径Rj，则满足投放条件，以点p为球心生成一个半径为2mm的球体填充颗粒，否则不生成填充颗粒。
所述的步骤S2，包括以下子步骤：
步骤S2.1、提取已投放的所有球体颗粒的球心建立离散点集D1；
步骤S2.2、对离散点集D1进行三角构网，将三维空间区域Z分割为互不重叠、彼此连续的四面体集T1。
所述的步骤S3，包括以下子步骤：
步骤S3.1、基于步骤S2构建的三角网，对三角网中的每条边均进行分割，分割点的位置根据其连接的两个球体的半径之比来确定；
步骤S3.2、提取已投放的所有球体颗粒的球心和步骤S3.1中获得的分割点建立离散点集D2；
步骤S3.3、对离散点集D2进行三角构网，将三维空间区域Z分割为互不重叠、彼此连续的四面体集T2。
所述的步骤S4，包括以下子步骤：
步骤S4.1、计算四面体集T2中所有四面体的形心位置；
步骤S4.2、提取属于骨料的四面体：遍历四面体集T2中的所有四面体，对于四面体i的形心Ci，遍历已投放的所有球体颗粒，若四面体i的形心Ci和球体颗粒j的形心Oj距离Dis(ij)小于球形颗粒j的半径，则四面体i属于骨料j，提取四面体i中与球体颗粒球心坐标相同的顶点所对应的三角形面并计入骨料j的面集Fj中。
所述的步骤S5，包括以下子步骤：
步骤S5.1、骨料几何信息计算：根据每颗骨料的顶点信息计算形心坐标，再计算各顶点与形心的距离di；
步骤S5.2、沥青砂浆生成：遍历各颗骨料，对于某一颗骨料，将各顶点与骨料形心的距离乘以一个大于1的系数k后得到沥青砂浆多面体的顶点；
步骤S5.3、合并所有沥青砂浆多面体并去除其中的骨料部分，得到沥青砂浆，再将沥青砂浆与骨料组合得到沥青混合料基体。
所述的步骤S6，包括以下子步骤：
步骤S6.1、随机生成水泥浆体多面体形心坐标：在模型三维空间区域Z内随机生成点P，若点P在沥青砂浆多面体内，则重新生成一点P；否则计算点P与所有沥青砂浆多面体的最小距离dmin，设定一个距离d0作为空隙大小是否满足投放条件的判定值，若dmin大于设定值d0，则点P满足投放条件，否则重新生成点P；
步骤S6.2、生成水泥浆体多面体：以各个拟生成水泥浆体的点为球心，随机生成n个半径Rj和角度Aj，根据形心、半径和角度生成n个顶点构成水泥浆体多面体。
所述的步骤S7，包括以下子步骤：
步骤S7.1、分割点布设：在模型三维空间区域Z的所有边界上布设间距为s0的等间距分割点；
步骤S7.2、模型空间分割：连接不同边界上对应的分割点得到分割线，连接对应的分割线得到分割面，将三维空间区域Z分割为大小相等、结构规则的正六面体单元，建立单元集L；
步骤S7.3、模型节点、单元编号，包括以下子步骤：
步骤S7.3.1、节点编号：对模型空间内的节点依次按照x，y，z坐标值从小到大的顺序对节点从1开始编号；
步骤S7.3.2、单元编号：对模型空间内的单元依次按照单元形心的x，y，z坐标值从小到大的顺序对单元从1开始编号；
步骤S7.3.3、单元与节点匹配：记录每个单元包含的节点编号；
步骤S7.3.4、单元形心坐标计算：依次计算结构化网格中每个单元的形心坐标。
所述的步骤S8，包括以下子步骤：
步骤S8.1、骨料内接球映射：遍历单元集L，对于单元i，遍历所有骨料，对于单元i和骨料j，当单元i的形心与骨料j的内接球球心的距离Dis(ij)小于骨料j的内接球半径时，该单元为骨料单元，将该单元编号从单元集L中移除，添加进骨料单元集S中；
步骤S8.2、骨料外接球映射：遍历单元集L，对于单元i，遍历所有骨料，对于单元i和骨料j，当单元i的形心与骨料j的外接球球心的距离Dis(ij)大于骨料j的外接球半径时，该单元属于胶结料单元，将该单元编号从单元集L中移除，添加进胶结料单元集A中；
步骤S8.3、骨料边界映射，包括以下步骤：
步骤S8.3.1、骨料体积计算：遍历所有骨料，依次计算骨料i的体积Vi；
步骤S8.3.2、单元与骨料边界判断：遍历单元集L，对于单元i，遍历所有骨料，分别计算单元i的形心与骨料j的面构成的四面体的体积Vk，对体积Vk求和得到单元i与骨料j的组合体的体积Vi2，若Vi<Vi2，则该单元属于骨料单元，将该单元编号从单元集L中移除，添加进集合S中。
有益效果：
本发明结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，相比于现有的随机投放方法，优点主要有以下几点：
第一、本发明可以通过调整程序中的参数方便快捷地对生成的半柔性路面材料细观结构模型的骨料级配、空隙率进行控制，生成效率高且效果稳定；
第二、本发明生成的骨料体积率，即骨料占混凝土总体的体积比可达到60～70％，与实际生产中的骨料体积率接近，能够准确地对真实的混合料进行模拟，可以用来指导实际生产中半柔性路面材料的设计与性能优化；
第三、本发明采用网格映射算法建立半柔性路面材料细观结构网格模型，基于该网格模型建立的有限元模型网格质量好，模型计算效率高、收敛性好。
附图说明
图1为本发明方法的流程图；
图2为生成的随机球颗粒结构示意图；
图3为利用投放的所有球体颗粒球心进行三角构网示意图；
图4为在三角网中生成分割点示意图；
图5为利用投放的所有球体颗粒球心和球体颗粒连线分割点进行三角构网；
图6a为骨料三维几何结构斜视图；
图6b为骨料三维几何结构正视图；
图7a为边界切割后的骨料三维几何结构斜视图；
图7b为边界切割后的骨料三维几何结构正视图；
图8为模型区域划分的结构化网格示意图；
图9a为骨料三维几何模型斜视图；
图9b为骨料三维网格模型斜视图；
图10为在随机投放水泥浆体二维示意图；
图11为水泥浆体在结构化网格中映射得到的单元；
图12a为三点弯拉小梁三维有限元模型斜视图；
图12b为三点弯拉小梁三维有限元模型正视图；
图13为三点弯拉小梁试验和模拟的荷载-位移曲线对比图；
图14为加载后的三点弯拉小梁模型图；
图15为加载后的三点弯拉小梁模型水平应力云图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
一种结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，第一个目的是解决：骨料三维几何结构的生成。
实现本发明第一个目的技术方案是：Python编程语句本就具备丰富强大的数据库，可以实现全面的数据处理功能，而且Python具有可移植性、可扩展性、解释性、面向对象和内存管理灵活的优点，可嵌入性灵敏方便快捷，能够直接镶嵌到Abaqus仿真软件中建立模型。因此可以自编Python语言算法，定义骨料的粒径、形状和级配参数，生成骨料三维几何结构。
利用Python语句可定义骨料的几何参数，通过编程定义3档骨料的体积比为：0.74：0.26：0，第一档球体颗粒的设计投放体积为27720mm3，第2档球体颗粒的设计投放体积为10080mm3，第3档球体颗粒的设计投放体积为0，共生成了18颗第一档球体颗粒、48颗第二档球体颗粒、0颗第三档球体颗粒和200颗填充球体颗粒。本发明运用Python生成的不同直径的球体颗粒如图2所示。
导入Python中的第三方库scipy，对图2中球体球心构成的点集进行三角剖分，得到的三角网格如图3所示。
对图3中三角网的边进行分割，分割点的确定方法如图4所示，球形颗粒中存在相离和相切两种关系，球P1与P2相离，两球半径分别为R1和R2，则确定一点A，使得：
Figure BDA0004192731060000071
球P1与P3相切，则确定一点B，即两圆切点，使得：
Figure BDA0004192731060000072
对三角网中所有边插入分割点后，利用新生成的分割点和之前的圆形颗粒圆心作为离散点集，再次进行三角剖分，得到的三角网格如图5所示。
本发明提取的骨料几何结构的斜视图和正视图如图6a和图6b所示，以60mm*35mm*30mm的空间区域为模型区域，将模型区域外的骨料部分去除，得到的去除边界外部分的骨料结构如图7a和图7b所示。
本发明的第二个目的是：将半柔性路面材料细观几何结构映射到规则的正六面体网格中。
实现本发明的第二个目的的技术方案是：首先在已生成的骨料几何结构基础上生成沥青砂浆并投放水泥浆体；
根据每颗骨料的顶点信息计算形心坐标，再计算各顶点与形心的距离，遍历各颗骨料，对于某一颗骨料，将各顶点与骨料形心的距离乘以一个大于1的系数后得到沥青砂浆多面体的顶点，合并所有沥青砂浆多面体并去除其中的骨料部分，得到沥青砂浆，再将沥青砂浆与骨料组合得到沥青混合料基体，如图10所示；
在模型空间区域内混合料空隙内随机生成一点，以该点为形心，生成水泥浆体，如图10所示，虚线部分表示投放的水泥浆体。
然后将模型区域划分为边长为1mm的正六面体单元，如图8所示。
在模型区域划分好单元后，将骨料、沥青、水泥的几何结构映射到划分好的网格中，如图9a、9b分别为骨料几何结构和映射到网格中的结构。
本发明的第三个目的是：基于映射得到的网格建立有限元模型，模拟三点弯拉小梁试验。
实现本发明的第三个目的的技术方案是：基于映射得到的网格建立三点弯拉小梁试验的有限元模型，如图10所示，模型中间60mm的区域为混凝土细观结构模型，两侧的灰色均质区域为混凝土宏观结构均质体，白色的的半圆形部件表示上部压头以及下部支座，采用分析刚体建立，将其与参考点和小梁模型上附近的单元建立刚体约束；下部左侧支座限制X，Y，Z三个方向的平动和X，Y两个方向的转动，使其可以在小梁弯拉变形时绕着Z方向(深度方向)转动；下部右侧支座限制Y，Z两个方向的平动和X，Y两个方向的转动，使其与左侧支座构成简支体系，并可以在小梁弯拉变形时绕着Z方向(深度方向)转动；顶部压头施加位移荷载，由于有限元模拟中的显式分析中加载时间与真实世界中的自然时间概念不同，在模拟时只需要保持加载过程为准静态过程(真实的小梁弯拉试验中惯性力不是主导)，控制动能达到一定的低比例，即可有效地模拟真实的加载过程。模型中模型实体单元均为8节点线性减缩积分实体单元(C3D8R)，内聚力单元均为8节点3维内聚力单元(COH3D8)。
模型的荷载-位移曲线和试验的荷载位移曲线如图11所示，可以看出该模拟的曲线与试验的曲线吻合；
图12a～12b和图13分别是小梁受压后的变形图和水平方向应力云图，可以看出本发明建立的模型能够有效的模拟材料的力学性能。

Claims (10)

1.一种结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、在拟生成骨料颗粒的三维空间区域Z内随机投放球体颗粒，包括以下步骤：
步骤S1.1、在三维空间区域Z内随机投放第1档直径为9.5～16mm的球体颗粒；
步骤S1.2、在三维空间区域Z内随机投放第2档直径为4.75～9.5mm的球体颗粒；
步骤S1.3、在三维空间区域Z内随机投放第3档直径为2.36～4.75mm的球体颗粒；
步骤S1.4、采用直径为2mm的球体颗粒填充三维空间区域Z中的空隙；
步骤S2、利用投放的所有球体颗粒球心进行三角构网；
步骤S3、利用投放的所有球体颗粒球心和球体颗粒连线分割点进行三角构网；
步骤S4、提取每颗骨料的顶点信息；
步骤S5、在骨料周围生成随机厚度的沥青砂浆得到沥青混合料基体；
步骤S6、在沥青混合料基体空隙随机投放水泥浆体；
步骤S7、对三维空间区域Z进行结构化网格划分；
步骤S8、将骨料几何信息映射到结构化网格中；
步骤S9、基于映射得到的网格模型建立有限元模型进行力学模拟。
2.根据权利要求1所述的结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，其特征在于，所述步骤S1.1包括以下子步骤：
步骤S1.1.1、生成球体颗粒i的半径：采用随机生成函数，在4.75～8mm范围内随机产生半径Ri；
步骤S1.1.2、球体颗粒投放：在三维空间区域Z内随机选取一点Oi作为拟投放球体颗粒i的球心；
步骤S1.1.3、球体颗粒干涉判断：若三维空间区域Z内没有已经投放的球体颗粒，则直接投放球体颗粒i；若三维空间区域Z内已有投放的球体颗粒，则遍历所有已投放的球体颗粒，对于已投放的球体颗粒j和拟投放球体颗粒i，若两球体球心距离Dis(i-j)大于两球体半径之和Ri+Rj，则满足投放条件，投放集料i，否则重复步骤S1.1.2，重新投放球体颗粒i；
步骤S1.1.4、球体颗粒投放完成条件判断：已投放的第一档球体颗粒总体积为V1sum，第一档球体颗粒设计投放体积为V1，若Vsum≥V1，则完成第1档球体颗粒的投放，否则重复步骤S1.1.1～步骤S1.1.3；
步骤S1.2、步骤S1.3与步骤S1.1的步骤相同。
3.根据权利要求1所述的结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，其特征在于，所述的步骤S1.4，包括以下子步骤：
步骤S1.4.1、在三维空间区域Z内的x、y、z三个方向分别按照6mm的间距取点并建立点集P储存所取的点的三维坐标；
步骤S1.4.2、遍历点集P中的点p，对于点p，遍历所有已投放的球体颗粒，对于点p和球体颗粒j，若点p与球体颗粒j的球心距离dis(pj)大于球体颗粒j的半径Rj，则满足投放条件，以点p为球心生成一个半径为2mm的球体填充颗粒，否则不生成填充颗粒。
4.根据权利要求1所述的结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，其特征在于，所述的步骤S2，包括以下子步骤：
步骤S2.1、提取已投放的所有球体颗粒的球心建立离散点集D1；
步骤S2.2、对离散点集D1进行三角构网，将三维空间区域Z分割为互不重叠、彼此连续的四面体集T1。
5.根据权利要求1所述的结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，其特征在于，所述的步骤S3，包括以下子步骤：
步骤S3.1、基于步骤S2构建的三角网，对三角网中的每条边均进行分割，分割点的位置根据其连接的两个球体的半径之比来确定；
步骤S3.2、提取已投放的所有球体颗粒的球心和步骤S3.1中获得的分割点建立离散点集D2；
步骤S3.3、对离散点集D2进行三角构网，将三维空间区域Z分割为互不重叠、彼此连续的四面体集T2。
6.根据权利要求1所述的结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，其特征在于，所述的步骤S4，包括以下子步骤：
步骤S4.1、计算四面体集T2中所有四面体的形心位置；
步骤S4.2、提取属于骨料的四面体：遍历四面体集T2中的所有四面体，对于四面体i的形心Ci，遍历已投放的所有球体颗粒，若四面体i的形心Ci和球体颗粒j的形心Oj距离Dis(ij)小于球形颗粒j的半径，则四面体i属于骨料j，提取四面体i中与球体颗粒球心坐标相同的顶点所对应的三角形面并计入骨料j的面集Fj中。
7.根据权利要求1所述的结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，其特征在于，所述的步骤S5，包括以下子步骤：
步骤S5.1、骨料几何信息计算：根据每颗骨料的顶点信息计算形心坐标，再计算各顶点与形心的距离di；
步骤S5.2、沥青砂浆生成：遍历各颗骨料，对于某一颗骨料，将各顶点与骨料形心的距离乘以一个大于1的系数k后得到沥青砂浆多面体的顶点；
步骤S5.3、合并所有沥青砂浆多面体并去除其中的骨料部分，得到沥青砂浆，再将沥青砂浆与骨料组合得到沥青混合料基体。
8.根据权利要求3所述的结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，其特征在于，所述的步骤S6，包括以下子步骤：
步骤S6.1、随机生成水泥浆体多面体形心坐标：在模型的三维空间区域Z内随机生成点P，若点P在沥青砂浆多面体内，则重新生成一点P；否则计算点P与所有沥青砂浆多面体的最小距离dmin，设定一个距离d0作为空隙大小是否满足投放条件的判定值，若dmin大于设定值d0，则点P满足投放条件，否则重新生成点P；
步骤S6.2、生成水泥浆体多面体：以各个拟生成水泥浆体的点为球心，随机生成n个半径Rj和角度Aj，根据形心、半径和角度生成n个顶点构成水泥浆体多面体。
9.根据权利要求3所述的结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，其特征在于，所述的步骤S7，包括以下子步骤：
步骤S7.1、分割点布设：在模型的三维空间区域Z的所有边界上布设间距为s0的等间距分割点；
步骤S7.2、模型空间分割：连接不同边界上对应的分割点得到分割线，连接对应的分割线得到分割面，将三维空间区域Z分割为大小相等、结构规则的正六面体单元，建立单元集L；
步骤S7.3、模型节点、单元编号，包括以下子步骤：
步骤S7.3.1、节点编号：对模型空间内的节点依次按照x，y，z坐标值从小到大的顺序对节点从1开始编号；
步骤S7.3.2、单元编号：对模型空间内的单元依次按照单元形心的x，y，z坐标值从小到大的顺序对单元从1开始编号；
步骤S7.3.3、单元与节点匹配：记录每个单元包含的节点编号；
步骤S7.3.4、单元形心坐标计算：依次计算结构化网格中每个单元的形心坐标。
10.根据权利要求9所述的结合三角构网和随机投放算法的半柔性路面材料三维细观结构模型建立方法，其特征在于，所述的步骤S8，包括以下子步骤：
步骤S8.1、骨料内接球映射：遍历单元集L，对于单元i，遍历所有骨料，对于单元i和骨料j，当单元i的形心与骨料j的内接球球心的距离Dis(ij)小于骨料j的内接球半径时，该单元为骨料单元，将该单元编号从单元集L中移除，添加进骨料单元集S中；
步骤S8.2、骨料外接球映射：遍历单元集L，对于单元i，遍历所有骨料，对于单元i和骨料j，当单元i的形心与骨料j的外接球球心的距离Dis(ij)大于骨料j的外接球半径时，该单元属于胶结料单元，将该单元编号从单元集L中移除，添加进胶结料单元集A中；
步骤S8.3、骨料边界映射，包括以下步骤：
步骤S8.3.1、骨料体积计算：遍历所有骨料，依次计算骨料i的体积Vi；
步骤S8.3.2、单元与骨料边界判断：遍历单元集L，对于单元i，遍历所有骨料，分别计算单元i的形心与骨料j的面构成的四面体的体积Vk，对体积Vk求和得到单元i与骨料j的组合体的体积Vi2，若Vi<Vi2，则该单元属于骨料单元，将该单元编号从单元集L中移除，添加进集合S中。
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